Разрушение полимеров Расслаивание системы

При разрушении адгезионных соединений, так же как и при разрыве гомогенных тел, рвутся молекулярные связи. Разрушение этих связей, как уже было сказано выше, происходит под действием тепловых флуктуаций, а энергетический барьер разрыва снижается под влиянием механического напряжения. Именно с этих позиций следует анализировать многочисленные данные по температурной и скоростной зависимостям адгезионной прочности [2, 5— 8, 125]. Установлено, что с увеличением скорости приложения разрушающей нагрузки адгезионная прочность или работа разрушения адгезионного соединения возрастает. В качестве примера можно привести данные [9] о зависимости прочности при расслаивании системы полиэтилен—целлофан от скорости расслаивания (рис. 4.1). Температурная зависимость прочности этого соединения показана на рис. 4.2. Как следует из приведенных данных, адгезионная прочность может быть описана уравнением (4.1), т. е. подчиняется общим кинетическим закономерностям прочности полимеров. [c.177]

Приведенные данные позволяют предположить, что различия в структуре и свойствах слоя полимера должны влиять на характер разрушения адгезионного соединения и адгезионную прочность. Применительно к изучаемой системе, когда СТГ может образовывать хорошо выраженный модифицированный слой (на границе с металлом) либо слабо выраженный (на границе с ПМ), можно представить два различных механизма расслаивания. В тех случаях, когда адгезив (СТГ) обладает хорошо выраженным модифицированным слоем с транс-кристаллитной структурой, расслаивание адгезионных соединений, по-видимому, будет сопровождаться развитием больших деформаций, чем в отсутствие такого слоя. Это связано с тем, что транскристаллитный слой в силу особенностей своего строения (ориентация кристаллитов в поперечном направлении к плоскости расслаивания) препятствует развитию микродефектов при расслаивании адгезионного соединения. Поэтому в данном случае реализуются большие деформации адгезива в зоне контакта с подложкой, и в общее усилие расслаивания относительно больший вклад вносит деформационная слагаемая. В тех случаях, когда адгезив не имеет хорошо выраженного транскристаллитного слоя и преобладающей структурной единицей являются сферолиты, характер деформации н развития микродефектов при расслаивании может оказаться иным, так как наличие сферолитов в зоне контакта с подложкой облегчает возникновение трещин. Особенно легко микродефекты возникают в зоне контакта сферолита с подложкой. В этом месте в поле действия механических сил концентрируются напряжения, что и облегчает прорастание трещин. Уместно отметить, что в работе [144] наблюдали значительное повышение разрывного удлинения полимерных пленок, обладающих хорошо выраженной столбчатой структурой модифицированного слоя. Эти данные подтверждают справедливость высказанного предположения о зависимости адгезионной прочности от структуры граничного слоя полимера. [c.105]

При разрушении полимеров перерывы в действии нагрузки оказывают различное влияние. Иногда отдых способствует залечиванию дефектов и повышает работоспособность материала [68—71]. Однако иногда отдых приводит, наоборот, к снижению долговечности образцов [72]. Причина этого заключается в том, что в процессе действия нагрузки структура полимера меняется вследствие вытяжки и ориентации, как бы приспосабливаясь к новым условиям и облегчая пребывание материала в нагруженном состоянии. Если же этот процесс прервать, то структура материала будет вновь перестраиваться, возвращаясь в исходное состояние. В результате долговечность материала будет меньше. Предстояло установить, как будут вести себя адгезионные системы, в которых процесс разрушения (например, расслаивания) будет чередоваться с действием нагрузки, несколько меньшей разрушающей. Опыты проводили следующим образом. Процесс отслаивания фольги от пленки (под углом 180°) прерывали, не вынимая образец из держателей силоизмерительного устройства. При этом нагрузка на образец несколько снижалась за счет релаксации, а затем стабилизировалась и достаточно долго оставалась постоянной, составляя 70—80% от усилия отслаивания. Вторую группу образцов после остановки машины вынимали из держателей, и образцы отдыхали без нагрузки. Затем обе группы образцов снова подвегали испытаниям. [c.158]

Возможность реализации рассмотренного механизма торможения трещин была проверена [118] на образцах, представляющих собой эмальпровод с пропиточным составом (рис. 4.21). Ловушкой для трещины, возникшей в слое пропиточного лака, может явиться граница раздела слоя пропиточного лаКа с пленкой эмальлака при условии, что адгезионная прочность на этой границе раздела не превышает определенного значения в противном случае трещина прорастает через пленку покрытия. Таким пределом является, согласно [119], величина 1/5 Р, где Р — прочность пленки эмальлака. У образцов ПЭГ и ПЭИ значение Р в процессе теплового старения сохраняется стабильным достаточно долго и составляет 80—90 МПа для ПЭГ и 100—110 МПа для ПЭИ. Следовательно, пределом адгезионной прочности в системе ПЭГ — слой пропиточного состава является величина порядка 16—18 МПа, а в системе ПЭИ — слой пропиточного состава — 20—22 МПа. Разумеется, в изучаемой системе адгезионная прочность в зоне контакта двух полимеров не должна быть ниже определенного предела, близкого к 8—10 МПа, что составляет 1/ЮР. В случае, когда Л<1/10Р, происходит расслаивание компонентов и разрушение адгезионного соединения. Таким образом, для сохранения достаточной стабильности изу- [c.201]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология